원자력기초 썸네일형 리스트형 2.2.1 단면적의 정의(2) [원자력기사] 2.2.1 단면적의 정의 (2) ■ 거시적 단면적(Macroscopic Cross Section)이란? 『1cm2 중에 함유된 원자핵 단면적의 총합』 거시적 단면적( ∑ )의 정의는 1cm3에 포함되어 있는 모든 핵들의 미시적 단면적을 합한 것이다. 그리고 앞서 미시적단면적은 한개의 중성자와 충돌하는 한개의 핵의 유효표면적(σ)을 뜻하는 것을 알았다. 그렇다면 미시적 단면적을 이용하여 거시적 단면적을 수식으로 표현해보면 다음과 같다. 거시적 단면적(∑) = 부피당 원자수(N) × 미시적 단면적(σ) ∑ = Nσ ■ 거시적 단면적의 단위는? 거시적 단면적은 1cm3에 포함되어 있는 모든 핵들의 미시적 단면적을 합한 것이므로, ∑ = [부피당 원자수(N, 개) × 미시적 단면적(σ, cm2)] / 부피(V,.. 더보기 2.2.1 단면적의 정의(1) [원자력기사] 2.2.1 단면적의 정의 (거시적, 미시적) 원자력기사 시험에서 단면적의 정의는 복잡한 계산 보다는 그 의미를 파악하는 것이 중요하다. 기출문제 또한 계산식보다는 정의를 물어보는 문제 위주로 출제되고 있다. 단면적의 의미를 정확히 이해하기 위해서는 먼저 중성자속의 의미를 이해해야 한다. ■ 중성자속(Φ, Neutron Flux )이란? 중성자속은 한자로 中性子束(가운데중; 성품성; 아들자; 묶을속)와 같이 쓰므로, 중성자 묶음을 이야기 한다. 이때 묶음이란, 단위시간에 단위면적을 통과하는 중성자 수를 말한다. 이말은 뜻은 또다시 중성자 방출의 강도를 의미하기도 한다. 단위 시간당 단위 면적을 통과하는 중성자의 수 따라서, 중성자속 = [중성자수(N)]/[시간(sec) × 통과면적(cm2)]로 나타낼 수 .. 더보기 2.1.4 핵융합 [원자력기사] 2.1.4 핵융합 태양과 같이 스스로 빛을 내는 하늘의 별들은 핵융합 반응을 통해 에너지를 발생한다. 태양의 중심은 높은 온도와 중력 상태에서 핵융합 반응이 활발히 일어난다. 하지만 지구에서 핵융합 반응을 만들기 위해서는 태양과 같은 초고온의 환경을 인공적으로 만들어야 한다. 이는 매우 어렵고 힘든 기술이다. 따라서 아직 핵융합을 이용하여 상업적인 원자로는 사용되지 않고 연구로를 이용한 연구가 활발히 진행중이다. 핵융합이란 핵분열과 반대의 개념으로, 그림 2.1.4-1과 같이 가벼운 두 개의 원자핵들이 부딪혀 새로운 하나의 무거운 원자핵으로 변환되는 반응이다. 이는 작은 인공 태양을 만드는 작업으로 볼 수 있다. 그림 2.1.4-1 핵분열과 핵융합 반응 모든 원자핵은 양성자와 중성자로 이루어져 있다. 원.. 더보기 2.1.3 분열수율 및 분열단편(생성물) [원자력기사] 2.1.3 분열수율 및 분열단편(생성물) 분열수율과 분열단면은 우리가 일상에서 사용하는 단어가 아닌 생소한 단어이므로, 분열수율과 분열단면(생성물)을 이해가기 위해서는 각 단어의 정의를 이해해야 한다. 분열수율을 이해하기 전에 “수율”의 사전적 의미에 대한 이해가 필요하다. 수율의 사전적 의미는 찾아보면, 「핵분열 반응이 일어난 후 생성된 딸핵의 비율」이라고 정의되어 있다. 즉, “분열” 이라는 단어를 사용하지 않았지만, 수율이라는 단어를 통해 핵분열이 발생한 후에 생성된 핵종의 비율을 의미한다는 것을 알 수 있다. 분열수율 혹은 핵분열 수율(Fission yield)의 정의는 다음과 같다. 「핵분열로부터 생성된 각 원소들의 백분율」 우라늄이나 플루토늄과 같이 질량수가 큰 원자핵이 중성자와 충돌하여 핵분.. 더보기 2.1.2 핵분열 [원자력기사] 2.1.2 핵분열(Nuclear Fission) 핵분열은 원자핵이 두 개의 원자핵으로 분열되는 현상을 말한다. 자발핵분열은 외부에서 자극이 없어도 핵종 스스로 분열하는 현상이지만, 유도핵분열을 일으키려면 최소의 에너지 이상의 자극을 주여야 한다. 이를 임계에너지(Critical Energy) 또는 문턱에너지(Threshold Energy)라고 부른다. 임계에너지는 핵종에 따라 각각 다르므로 실험에 의한 결과값이다. 원자는 원자핵 주변에 전자들이 있으므로 전기적으로 중성인 중성자만이 원자핵에 도달할 수 있다. 중성자가 핵분열 물질의 원자핵에 흡수되면 짧은 시간동안(10-14~10-17초) 에너지 상태가 매우 불안정한 상태가 된다. 이 불안정한 상태의 핵을 복합핵이라고 부른다. 불안정한 복합핵은 원자핵 내의.. 더보기 2.1.1 핵분열과 핵융합 개요 [원자력기사] 우리는 앞서 원자핵의 결합에너지와 핵자당 결합에너지 그리고 결합에너지에 의해 핵분열과 핵융합시 에너지가 발생됨을 공부했다. 그렇다면 이러한 핵분열과 핵융합이 원자로에 어떻게 활용되는지 이해할 수 있어야한다. 이러한 내용은 원자력발전소 혹은 원자력 관련 업무를 수행할 때 기본 지식이 되므로 반드시 기억해야 한다. 국내의 상업용 원자로는 핵분열을 이용하는 발전소들 이다. 아직 핵융합이 상업적으로 사용되지 않는다. 따라서 원자력기사 시험에서도 핵융합 보다는 핵분열과 관련된 문제들이 주를 이루어 출제된다. 2.1.1 개요 분열은 갈라져 나뉜다는 의미를 가지고 있다. 따라서 핵분열(Fission)도 그림 1-1에서 보는 것과 같이 무거운 원자핵(우라늄-235 등)이 중성자를 흡수하고 가벼운 2개의 다른 원자핵으로.. 더보기 1.2.4 핵력의 특성 [원자력기사] 1.2.4 핵력의 특성 핵은 양성자와 중성자로 구성되어 있다. 원자핵에서 양성자들 간의 반발력을 극복하고 안정한 핵을 구성하기 위해서는 상당한 에너지가 필요하다. 이러한 원자핵의 양성자들을 결합시켜 주는 에너지를 결합에너지라고 부른다. (1.4절 참조) 결합에너지에 의해 원자핵 속에서 강한 힘으로 양성자간 반발력을 극복하는 힘을 핵력이라고도 부르며, 핵력의 특성은 다음과 같다. ▶ 핵력은 척력과 반대되는 인력이다. ▶ 핵력은 양성자간의 반발력보다 큰 힘이다. ▶ 양성자-양성자, 양성자-중성자, 중성자-중성자 간의 힘이므로 전하와 관례 없다. ▶ 극히 짧은 거리(10-15m)에서 작용하는 힘이다. 예제 1 (2012년 원자력기사 기출)다음 중 원자핵을 구성하고 있는 핵자들 간에 작용하는 핵력에 대한 설명으.. 더보기 1.2.3 핵의 크기 및 전하 [원자력기사] 1.2.3 핵의 크기 및 전하 1.2.3.1 원자모형의 변화 현재의 현미경을 이용하면 물질 내 원자의 배열을 볼 수 있다. 그러나 현미경으로도 양성자와 전자로 구성되어 있는 원자 모형은 볼 수 없다. 따라서 원자의 내부 구조를 연구하기 위해서는 원자모형을 이용해야 한다. 실험을 통해 발견된 여러 가지 성질을 설명할 수 있는 원자모형을 바탕으로 원자의 새로운 성질을 예측한다. 1800년대 이후 많은 실험과 가설들에 의해 원자의 구조와 모양은 변화되었다. 물론 그 이전에도 여러 철학적인 가설을 통한 원자에 대한 고민을 했지만, 현재 우리가 알고 있는 원자 모형과 유사한 개념은 1800년대 말부터 본격적으로 시작되었다. 그림 2-2 아인슈타인의 물리학자 컨퍼런스 (1927) 원자력기사에서 원자모형의 발견 과정.. 더보기 이전 1 2 3 다음
